JJF 1678-2017 射频和微波功率放大器校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1678—2017

射频和微波功率放大器校准规范

CalibrationSpecificationforRF&MicrowavePowerAmplifiers

2017-11-20发布2018-02-20实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJF1678—2017

射频和微波功率放大器

校准规范

JJF1678—2017

CalibrationSpecificationfor

RF&MicrowavePowerAmplifiers

归口单位全国无线电计量技术委员会

:

主要起草单位中国航天科工集团二院所

:203

参加起草单位中国信息通信研究院

:

本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释

JJF1678—2017

本规范主要起草人

:

杨绪军中国航天科工集团二院所

(203)

陈云梅中国航天科工集团二院所

(203)

参加起草人

:

周峰中国信息通信研究院

()

刘挺中国航天科工集团二院所

(203)

JJF1678—2017

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

术语和定义

2……………(1)

概述

3……………………(1)

计量特性

4………………(1)

频率范围

4.1……………(1)

额定输出功率

4.2………………………(1)

最大输出功率

4.3………………………(1)

增益

4.4…………………(1)

增益平坦度

4.5…………(1)

压缩点输出功率

4.61dB……………(2)

增益调整范围

4.7………………………(2)

谐波失真

4.8……………(2)

三阶交调

4.9……………(2)

杂散抑制

4.10…………(2)

输入电压驻波比

4.11…………………(2)

噪声系数

4.12…………(2)

校准条件

5………………(2)

校准环境条件

5.1………………………(2)

校准用设备

5.2…………(2)

校准项目和校准方法

6…………………(4)

校准项目

6.1……………(4)

外观及工作正常性检查

6.2……………(4)

额定输出功率

6.3………………………(4)

增益

6.4…………………(6)

增益平坦度

6.5…………(7)

压缩点输出功率

6.61dB……………(7)

最大输出功率

6.7………………………(8)

增益调整范围

6.8………………………(8)

谐波失真及杂波抑制

6.9………………(9)

三阶交调

6.10…………(10)

噪声系数

6.11…………(11)

输入电压驻波比

6.12…………………(11)

校准结果表达

7…………(12)

复校时间间隔

8…………(12)

附录原始记录格式

A…………………(13)

附录校准证书内页格式

B……………(16)

附录测量不确定度评定示例

C………(18)

Ⅰ

JJF1678—2017

引言

本规范依据国家计量校准规范编写规则编写相关术语及测量

JJF1071—2010《》,

不确定度评定遵循通用计量术语及定义和测量

JJF1001—2011《》JJF1059.1—2012《

不确定度评定与表示

》。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1678—2017

射频和微波功率放大器校准规范

1范围

本规范适用于频率范围最大输出功率小于的射频和

10kHz~40GHz、65.5dBm

微波功率放大器以下简称为功率放大器的校准

()。

2术语和定义

最大输出功率

2.1maximaloutputpower

功率放大器在线性放大区输出的最大功率

。

增益平坦度

2.2gainflatness

在规定的工作频带内用于描述功率放大器的增益起伏变化通常用功率放大器的

,,

最大或最小增益对平均增益偏差的绝对值并冠以正负号表示

、。

压缩点输出功率

2.31dBpoweroutputat1dBcompression

功率放大器进入非线性区其增益将随输入功率增加而下降当某一频率的增益下

,,

降时此时的输出功率为该频率点的压缩点输出功率

1dB,1dB。

三阶交调

2.4third-orderintermodulation

当功率放大器加两个互不产生增益压缩且输出功率相等的频率为和的信号

f1f2

时将会出现频率为ff和ff的三阶交调信号基波信号输出功率特性延

,21-222-1。

长线与三阶交调特性延长线的交点称为三阶交调

,。

3概述

功率放大器分为固态放大器和行波管放大器功率放大器一般由激励推动末级

,、、

功放及输出滤波器自动功率控制输出保护电路等单元组成

、、。

4计量特性

频率范围

4.1

10kHz~40GHz。

额定输出功率

4.2

小于

65.5dBm。

最大输出功率

4.3

小于

65.5dBm。

增益

4.4

0dB~80dB。

增益平坦度

4.5

1

JJF1678—2017

±(0.5dB~12dB)。

压缩点输出功率

4.61dB

小于

65.5dBm。

增益调整范围

4.7

0dB~80dB。

谐波失真

4.8

-60dBc~+0dBc。

三阶交调

4.9

0dBm~75.5dBm。

杂散抑制

4.10

-60dBc~-20dBc。

输入电压驻波比

4.11

1~2.0。

噪声系数

4.12

3dB~15dB。

5校准条件

校准环境条件

5.1

环境温度

a):(23±5)℃;

相对湿度

b):≤80%;

供电电源电压频率

c):(220±11)V,(50±1)Hz;

其他周围无影响校准正常工作的机械振动和电磁干扰

d):。

校准用设备

5.2

信号源

5.2.1Ⅰ、Ⅱ

频率范围

:10kHz~40GHz;

输出功率范围

:-110dBm~+14dBm;

幅度稳定度优于

:0.5%/10min;

谐波失真

:-65dBc~-30dBc。

标准功率计

5.2.2

频率范围

:10kHz~40GHz;

功率量程

:-30dBm~+44dBm;

测量不确定度k

:0.21dB(=2)。

监视功率计

5.2.3

频率范围

:10kHz~40GHz;

功率量程

:-70dBm~+20dBm;

测量不确定度k

:0.21dB(=2)。

标准中功率计

5.2.4

频率范围

:10kHz~40GHz;

2

JJF1678—2017

功率量程

:+20dBm~+65.5dBm;

测量不确定度k

:0.1dB~0.4dB(=2)。

衰减器

5.2.5

频率范围

:10kHz~40GHz;

额定功率

:1W~3500W;

衰减量

:20dB~50dB;

测量不确定度k

:0.1dB~0.5dB(=2)。

频谱分析仪

5.2.6

频率范围

:10kHz~40GHz;

幅度范围

:-90dBm~+20dBm;

幅度测量最大允许误差

:±(0.5dB~1.0dB)。

定向耦合器

5.2.7Ⅰ

频率范围

:10kHz~40GHz;

耦合度

:10dB~60dB;

方向性

:≥20dB。

定向耦合器

5.2.8Ⅱ

频率范围

:10kHz~40GHz;

耦合度

:10dB~60dB;

方向性

:≥20dB;

额定功率

:1W~3500W;

耦合度测量不确定度k

:0.1dB~0.5dB(=2)。

负载

5.2.9

频率范围

:10kHz~40GHz;

额定功率

:1W~3500W;

输入端口电压驻波比

:<1.30。

功分器

5.2.10

频率范围

:10kHz~40GHz;

对称性

:≤0.5dB。

合路器

5.2.11

频率范围

:10kHz~40GHz;

对称性

:≤0.5dB。

噪声源

5.2.12

频率范围

:100kHz~40GHz;

超噪比范围

:-4.5dB~+35dB;

输出端口电压驻波比

:<1.30。

噪声系数分析仪

5.2.13

频率范围

:10kHz~40GHz;

噪声系数测量范围

:0dB~+35dB;

3

JJF1678—2017

最大允许误差

:±0.15dB;

输入端电压驻波比

:<1.5。

矢量网络分析仪

5.2.14:

频率范围

:10MHz~40GHz;

测量电压驻波比最大允许误差

:±5%。

6校准项目和校准方法

校准项目

6.1

功率放大器校准项目见表

1。

表1校准项目

序号校准项目名称条款

外观及工作正常性检查

16.2

额定输出功率

26.3

增益

36.4

增益平坦度

46.5

压缩点输出功率

51dB6.6

最大输出功率

66.7

增益调整范围

76.8

谐波失真及杂波抑制

86.9

三阶交调

96.10

噪声系数

106.11

输入电压驻波比

116.12

外观及工作正常性检查

6.2

检查被校功率放大器的各开关按键等工作正常不应有影响电气性能的机械损

、,

伤被校功率放大器通电后应正常工作按其技术说明书规定时间预热预热后应工作

。;,

正常有自检功能的应能通过自检

;,。

所有测试仪器按其技术说明书规定时间预热

。

额定输出功率

6.3

标准中功率计法

6.3.1

按图连接仪器

a)1。

图标准中功率计法校准额定输出功率校准框图

1

4

JJF1678—2017

设置信号源的频率为被校功率放大器的起始频率输出幅度为最小通常为

b),(

幅度步进为被校功率放大器可变增益设置为

-50dBm),0.1dB;100%。

如果标准中功率计有频率修正需设置测量频率

c),。

增加信号源的输出幅度应不超过被校功率放大器最大允许输入功率当标

d)(),

准中功率计的读数P达到被校功率放大器的额定输出功率P时记录P于附录

srated,sA

表中如果信号源的输出幅度已经达到被校功率放大器的最大允许输入功率时

A.1;,

而被校功率放大器输出功率还无法达到其额定输出功率或被校功率放大器输出功率进

,

入饱和状态则记录此时标准中功率计的读数P于附录表中

,sAA.1。

减小信号源的输出幅度至最小按照被校功率放大器的工作频率范围改变信

e),,

号源的频率

。

重复步骤直至被校功率放大器的终止频率

f)c)~e),。

衰减器法

6.3.2

按图连接仪器

a)2。

图衰减器法校准额定输出功率校准框图

2

设置信号源的频率为被校功率放大器的起始频率输出幅度为最小通常为

b),(

幅度步进为被校功率放大器可变增益设置为

-50dBm),0.1dB;100%。

在标准功率计上设置该频率点的校准因子或测量频率

c)。

根据被校功率放大器的额定输出功率P按公式计算出标准功率计的

d)rated,(1)

指示功率P

s

PPA

s=rated-(1)

式中

:

P标准功率计的指示功率

s———,dBm;

P被校功率放大器的额定输出功率

rated———,dBm;

A衰减器的衰减量

———,dB。

增加信号源的输出幅度应不超过被校功率放大器最大允许输入功率当标准

e)(),

功率计的读数达到P时即为达到被校功率放大器的额定输出功率P记录P

s,rated,rated

于附录表中如果信号源的输出幅度已经达到被校功率功率放大器的最大允许

AA.1;

输入功率时而被校功率放大器输出功率还无法达到其额定输出功率或被校功率放大

,,

器输出功率进入饱和状态则记录此时标准功率计的读数P按公式计算被校功

,s,(2)

率放大器的额定输出功率P记录于附录表中

rated,AA.1。

PAP

rated=+s(2)

减小信号源的输出幅度至最小按照被校功率放大器的工作频率范围改变信

f),,

号源的频率

。

重复步骤直至被校功率放大器的终止频率

g)c)~f),。

5

JJF1678—2017

定向耦合器法

6.3.3

按图连接校准设备

a)3。

图定向耦合器法校准额定输出功率校准框图

3

设置信号源的频率为被校功率放大器的起始频率输出幅度为最小通常为

b),(

幅度步进为被校功率放大器可变增益设置为

-50dBm),0.1dB,100%。

在标准功率计上设置功率计的偏置值其值为定向耦合器的耦合度

c)(offset)(,

校准因子或测量频率

dB)、。

增加信号源的输出幅度应不超过被校功率放大器最大允许输入功率当标

d)(),

准功率计的读数P达到被校功率放大器的额定输出功率P时记录P于附录表

srated,sA

中如果信号源的输出幅度已经达到被校功率放大器的最大允许输入功率而被

A.1。,

校功率放大器输出功率还无法达到其额定输出功率或被校功率放大器输出功率进入饱

,

和状态则记录此时标准功率计的读数P于附录表中

,sAA.1。

减小信号源的输出幅度至按照被校功率放大器的工作频率范围改

e)-50dBm,,

变信号源的频率

。

重复步骤直至被校功率放大器的终止频率

f)c)~e),。

增益

6.4

按图连接校准设备

a)4(a)。

图增益校准框图

4

6

JJF1678—2017

设置信号源的频率为被校功率放大器的起始频率输出幅度为最小通常为

b),(

幅度步进为被校功率放大器可变增益设置为

-50dBm),0.1dB,100%。

在标准功率计上设置该频率点的校准因子或测量频率

c)。

根据公式计算出被校功率放大器额定输出功率一半时的标准功率计的指

d)(3),

示值P

s1。

PPA

s1=(rated-3)-(3)

式中

:

P标准功率计指示值

s1———,dBm。

增加信号源的输出幅度使标准功率计的指示值达到P或者设置被校功率放

e)s1,

大器的输入功率为某特定值记录标准功率计的读数P记录此时监视功率计的功率

,s1,

指示值P将信号源的输出功率置状态将被校功率放大器设置为

m;OFF,(

状态和衰减器移出校准系统

STANDBY)。

按图连接校准设备将信号源的输出功率置状态调整信号源的输

f)4(b),ON,

出功率使监视功率计的读数P不变记录标准功率计的读数P

,m,'s2。

根据公式计算被校功率放大器的增益G

g)(4)

GPAP

=s1+-'s2(4)

式中

:

G